计算机网络第二次作业答案全第四第五章doc.docx
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计算机网络第二次作业答案全第四第五章doc
作业2
姓名：
符诗诗学号：
20092166班级：
计科三班
CH4数据链路层
1.填空题
1）允许发送站发送多个帧而不需要马上应答，这就是一滑动窗曰协议°滑动窗口协议需要一个发送窗I」和一个接收窗口。
2）HDLC有三种不同类型的帧，分别称为信息帧、监控帧、无编号帧。
3）起止式异步通信规程将每个字符看成是一个独立的信息单元，字符中各个比特用固定的时钟频率传输，字符间的间隔是任意的。
每个字符由四个部分组成起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。
4）常用的两种流量控制方法是—停等协议、滑动窗曰协议。
5）在实际的通信中，通常双方都有数据要发送给对方可以在数据段增加一个字段，专门用来携带给对方的应答信息，称为捎带应答。
6）HDLC的帧结构，它由帧起始和停1上标志、地址、控制、数据和CRC
校验字段组成。
7）Internet的两个数据链路层协议是SLIP或PPP协议
2.单项选择题（选出一个正确的答案，并将其号码填在题干的括号内。
）
3.
假定在数据流中包含：
5F]6、9E]6、7116、7F|6、El]6,请给出其原始比特序列和“0”比特插入后的比特序列。
答：
原始比特序列为：
0101111110011110011100010111111111100001
“0”比特插入后的比特序列为:
0101111101001111001110001011111011111000001
5.信道速率为4kb/So采用停止等待协议。
传播时延tp=20mso确认帧长度和处理时间均可忽略。
问帧长为多少才能使信道利用率达到至少50%?
答：
假定信道传输无差错。
信道利用率为50%,相当于帧的发送时间等于线路传播时延（即往返时
延的一半）。
得出帧长为：
4kb/s*2*20*10%=160bit。
6.卫星信道的数据率为1Mb/so数据帧长为1000bito取卫星信道端到端传播时延为0.25秒，忽略确认帧长和节点的处理时间。
试计算下列情况下的信道利用率：
（1）停止等待协汉。
（2）连续ARQ协议，WT（发送窗口大小）=7。
（3）连续ARQ协议，WT=250o
（4）连续ARQ协议，WT=500a
答：
使用卫星信道端到端的传输延迟是250ms,以1Mb/s发送，lOOObit长的帧的发送时间是Imso我们用t=0表示传输开始时间，那么在t=lms时，第一帧发送完毕。
t=25hns,第一帧完全到达接收方，开始发送第一个帧的确认帧，确认帧的发送时间忽略不计。
t=501ms时确认帧完全到达发送方。
因此周期是501ms。
如果在541ms内可以发送k个帧（每个帧发送用1ms时间），则信道利用率是k/501,因此：
（1）k=l,最大信道利用率=1/501
（2）k=7,最大信道利用率=7/507
（3）k=125,最大信道利用率=250/750
（4）k=500,最大信道利用率=500/1000
7.在一个1Mb/s的卫星信道上发送lOOObit长的帧。
确认总是捎带在数据帧中。
帧头很短,使用3位的序列号。
对以下协议而言，可以取得的最大信道利用率是多少？
（a）停一等协议
（b）回退N滑动窗口协议
（C）选择性重传滑动窗口协议
答：
对应三种协议的窗口大小值分别是1、7和4。
发送一帧所需时间1000/（1106）=10'3s=1ms
总的传输时延=发送数据帧时间+传播时延+发送确认帧时间+传播时延
=l+270+l+270=542ms
542ms内可以发送542个帧
如果在542ms内发送k个帧（每个帧发送用1ms时间）,则信道利用率是k/542,因此,
（a）k=l,最大信道利用率=1/542=0.18%
（b）k=7,最大信道利用率=7/548=1.29%
（c）k=4,最大信道利用率=4/545=0.74%
8.请画出下列数据的曼砌斯特编码和差分曼砌斯特编码（假定信号开始前的状态为高电
数据
曼砌斯特编码器分曼砌斯特编码
利用quartus所画的波形图如下：
（第一行为数据，第二行为曼彻斯特编码，第三行为差分曼
号位数为3,设A站有10个数据帧要发送，B站有4个数据帧要发送，使用选择重发协议,帧的确认尽量使用捎带确认，若没有数据帧，可用ACK进行单独确认，用NAK进行单独否认。
假定没有超时和帧丢失，发送窗口和接收窗口均从序号0开始。
帧的格式为：
（帧类型，发送序号，确认序号）。
发送序号或确认序号如果没有意义，可用N标明；确认序号指出下一个希望接收的数据帧序号。
请在下图所示的情景中填写帧中带下划线的域（或没有帧，则帧类型为NONE）。
（UK>）
答：
A站
（I,0,0）
（I,1,0）
（L2,0）
13站
（L0,3）
（I,1,3）
（I,3,2）
（I,4,2）
（I,5,2）
（I,6,2）
（1,7,2）
（I,0,2）
（I,2,1）
（I,1,3）
（I,2,3）
（I,3,3）
（I,3,4）
（NAK,N,3）
（L3,4）
（ACK,N,4）
10.帧识别的方法有哪些？
各自的优缺点是什么？
答：
帧识别的方法有五种：
⑴计时法；
（2）字符计数法；（3）带字符填充的首尾界符法;（4）带位填充的首尾标志法；（5）物理编码违例法。
各日优缺点：
（1）计时法其缺点是每帧中间有时间间隔，不能充分利用线路；
（2）字符计数法是在帧头部使用一字段来整数标明该帧的长度，并且可以知道下一个帧的开
始位置；其缺点是标识位错时不可修复；
⑶带字符填充的首尾界符法是每一帧以ASCII字符序列DLESTX头，以DLEETX结束,可方便目的机丢失帧边界的查找；其缺点可能会导致干扰帧界的确定，该方法所传输的帧必须是7/8bit的整数倍（即ASCII编码整数倍）
（4）带位填充的首尾标志法的优点是对通信双方计算机的网络层都是透明的，使用一个特定
的位模式，即01111110作为帧的开始和结束标志，为使之不出出错误判断，发送方在连续5个1后自动插入一个0,接收方将会自动删除。
（5）物理层编码违例法采用违例编码做帧的开始和结束，不需要额外的开销，其缺点是只适
用于那些在物理介质的编码策略中采用冗余技术的网络。
11.数据链路层为什么要引入计时器超时机制和帧编号？
答：
为了避免由于在传送帧过程中丢失数据导致的死锁引入超时机制
为了避免帧重传造成的帧重复接收而引入帧编号。
12.比较停等式ARQ,退后N帧的ARQ和选择性重传协议的区别？
答：
停一等式arq,滑动窗口大小为1,在发送一帧之前必须等待下一帧的确认，致使适应于短信道，对长信道效率很低。
退后n帧arq,滑动窗口大小为iv=（帧编号数一1）,引入了管道化技术，允许发送方发送n帧之前而不需要等待确认，但是，一量某帧发生错误，必须从发生错误帧处开始重新传输；
选择性重传arq,滑动窗曰为N=（帧编号数/2）,引入管道化和否定性确认帧，对发生错误的帧单独重传，并缓存错误帧之后发送的帧与退后n帧arq相比，减少了出错帧之后所有帧都要重传的开销。
13.在一个1Mb/S的卫星信道上，发送lOOObit长的帧，确认总捎带在数据帧中，帧头很短，使用3位序列号，对于3种协议可以获得的最大信道利用率是多少？
答：
①对停一等式ARQ,即一等式滑动窗口协议，假设传输时延为500ms,发送方于t=0ms开始发送，经过10kb/lmb/s=lms后发送过程完成，此帧会在t=251ms到这接收方，直.到t=501ms时，确认帧才会到达发送方，所以该信道利用率为1/501R0.2%
②退后n帧协议，因为使用了序列号对3位,最后有0—7即为8个序号，即滑动窗口为7,发送方从t=0ms开始发送，其时间第隔1ms发送1kb,当t=7ms时发送了7kb,而在t=251ms时,第一帧到达接收方,当t=257ms时,第七帧到达接收方,当t=501…507ms时，七个帧的所有确认帧依次到达发送方，所以该信道利用率是：
7/507=1.4%.
③选择性重传协议，滑动窗口大小为4,所以若从t=0ms开始发送,其间隔1ms发送1kb,由于传输时延在251ms时第一帧到达接收方，而在254ms时接收方收到第4帧，而所有的响应帧到达发送方是在t=504ms.此期间,信道利用率为4/504^0.71%.
14.在HDLC中，控制字段起的作用是什么？
它的每一个表示什么意思？
答：
控制字段是HDLC帧类型定义，用于区分不同的帧。
根据帧类型不同，控制字段也不同。
（1）信息帧（1帧）：
用于传送数据
N（S）N（R）
0
p/f
第一个比特位为0,则该帧为不I帧；N（s）为发送帧的序号；N（R）为期待的下一帧编号；p/f是轮间结束位。
（2）监控帧（s帧）：
用于流量控制和拥塞控制
typen（r）
1
0
p/f
第一个比特是1且第二个比特是0,p/f为监控帧p/f轮间结束位,n（r）期待下一帧的序列号,type为监控帧的类型。
（3）无序号帧（u帧）：
用于连接管理
codecode
1
1
p/f
第一个比特和第二个比特均为1,则该帧是u帧，p/f轮间/结束位;code表示无序号帧的编码。
15.已知信道的数据传输速率为B=1Mbps,信号从发送端沿介质传播到接收端的时间申2ms,假设帧长度为L=1000bits、帧号用3bits表示；且ACK不采用捎带方式、不考虑差错重发和帧头所造成的信道损失、忽略ACK帧长度，问：
当采用选择性重发协议时，信道的最大利用率（%）为多少？
答：
当帧号长度为3位时，最大帧编号为8o
对选择重发的管道式协议，发送和接收窗口尺寸取：
W=8/2=4
传输速率B=1Mbps=1000b/ms
信号往返传播延迟时间为2t=4ms,信号单向传播延迟时间为2ms,
帧长度L=1000bits,帧的发送时间为1ms
当t=0时，发送端开始发送
t=1ms时，第f发送完成
t=2ms时，第一帔的第一个比特数据到达
t=3ms时，第一帔全部到达
t=3ms时,发送第一i慎的ACK
t=5ms时，第一帔的ACK返回
由于发送窗口为4,所以在第一T被开始发送到ACK返回的5ms时间内，最多只能发送4i慎，如果不考虑差错重发和帧头所造成的信道损失，并忽略ACK帧长度，则信道的最大利用率（％）=（4xL/B）/5=4/5=80%
CH5LAN
i.填空题
1）数据链路层在局域网参考模型中被分成了两个了层:
一了层与_LL£_子层。
2）IEEE802.3的总线以太网常用的三种组网方式细同轴、粗同轴、双绞线。
其中】10的含义是10M速率；BASE的含义是—墓带传输；后跟字母T表示双绞线；2表示细同轴；5表示粗同轴°
3）载波监听多重访问协议CSMA可以分为1-坚持CSMA、非-坚持CSMA、P-坚持CSMA。
4）常用的网络操作系统是：
WINDOWS、UNIX/LINUX和NETWARE。
5）以太网是目前最为流行的局域网形式，它采用了CSMA/
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